F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)錢錕
刊載于 2006 年 22 期《國(guó)際展望》
文章的主要資料來(lái)自美國(guó)的《AVIONICS》刊物,圖片通過不同渠道收集
錢錕的博客
http://blog.sina.com.cn/u/1279609851相關(guān)資料:
細(xì)品 F-35Part1
Part2Part3從這張難得的 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)起飛的圖片中,我們終于看清了位于 F-35 腹部的 AAS-37 光電分布孔徑傳感器系統(tǒng)(EODAS)觀察口,用紅色標(biāo)出,F(xiàn)-35 戰(zhàn)斗機(jī)上共裝有 6 個(gè) EODAS 系統(tǒng)觀察口,通過它,可以為飛行員形成一個(gè)360度無(wú)死角全景視野,飛行員可以看透飛機(jī)座艙的底部和側(cè)部
F-35的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)(IEWS)具有雷達(dá)告警、信號(hào)收集和分析,被動(dòng)式輻射定位和電子對(duì)抗能力,該綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)與戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)和光電傳感器系統(tǒng)高度融合。其設(shè)計(jì)目的就是最有效地向飛行員提供戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),從而使F-35在戰(zhàn)場(chǎng)上遠(yuǎn)離危險(xiǎn)的境地。
電子戰(zhàn)系統(tǒng)(EWS)在現(xiàn)代空戰(zhàn)中的作用顯得越來(lái)越重要,電子戰(zhàn)包括對(duì)敵方信號(hào)的收集,辨別和定位,以便提前探測(cè)敵方的雷達(dá)和來(lái)襲導(dǎo)彈,并實(shí)施相應(yīng)的反制措施和對(duì)抗手段瓦解敵方的作戰(zhàn)能力。雖然美軍配備有專門的電子戰(zhàn)飛機(jī)(例如空軍的 EF-111 和海軍的 EA-6B),但是 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)仍然裝備了功能強(qiáng)大的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng),以便能夠同時(shí)處理空對(duì)空和空對(duì)地的電子戰(zhàn)任務(wù)。F-35 的電子戰(zhàn)爭(zhēng)系統(tǒng)能夠極大地增強(qiáng)飛行員對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的感知能力,并可以對(duì)敵方空中和地面的目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確地辨認(rèn)、定位、跟蹤和打擊。
F-35 的航電系統(tǒng)設(shè)計(jì)師試圖將戰(zhàn)斗機(jī)的航電系統(tǒng)綜合化程度提高到一個(gè)非常高的水平——其電子戰(zhàn)系統(tǒng)和飛機(jī)的各個(gè)任務(wù)子系統(tǒng)高度融合。BAE 系統(tǒng)公司的 F-35 項(xiàng)目主管兼 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師馬克.德雷克(Mark Drake)解釋到:“我們用老舊的 F-14 戰(zhàn)斗機(jī)打個(gè)比方,F(xiàn)-14 戰(zhàn)斗機(jī)裝備的是聯(lián)合式電子戰(zhàn)系統(tǒng)(FEWS),飛機(jī)上有一個(gè)專用的模塊用于容納雷達(dá)告警接收機(jī)(RWR),而另一個(gè)模塊用于容納干擾箔條散布器;飛行員在一個(gè)多功能顯示器上控制機(jī)載導(dǎo)彈的發(fā)射,而在另一個(gè)多功能顯示器上對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視,也就是說(shuō)飛行員就是最后的信息綜合處理器(CIP),其工作量異常巨大。相反的,F(xiàn)-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化了飛行員的工作量,在 F-35 航電系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初,工程人員就提出將飛機(jī)的電子戰(zhàn)系統(tǒng)和飛機(jī)的各個(gè)任務(wù)子系統(tǒng)高度融合。
洛克希德.馬丁公司 F-35 航電系統(tǒng)負(fù)責(zé)人艾利克.布朗楊(Eric Branyan)說(shuō)道:“雖然 F-35 并不是第一種裝備綜合式電子戰(zhàn)系統(tǒng)的戰(zhàn)斗機(jī)(在它之前,F(xiàn)-22A 就擁有了綜合式電子戰(zhàn)系統(tǒng)),但是 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)上的電子戰(zhàn)系統(tǒng)帶來(lái)了一次技術(shù)上的革命,它使得戰(zhàn)斗機(jī)上各種電子戰(zhàn)子設(shè)備可以聯(lián)合起來(lái)運(yùn)作。F-35 上先進(jìn)的光纖高速數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)和共用綜合處理器(ICP)可以處理大量的信息,并將經(jīng)過過濾的信息以最簡(jiǎn)潔的方式顯示給飛行員,從而大幅度地減小了飛行員的工作量,使他們能夠?qū)⒏嗟木杏诳諔?zhàn)中的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用上,這就是 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)。”
F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)示意圖,F(xiàn)-35 的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)可以為飛機(jī)提供全向、寬頻的保護(hù)。6 個(gè)低可視度電子戰(zhàn)天線被內(nèi)嵌入飛機(jī)結(jié)構(gòu)之中,它們分別被嵌入主翼的前、后緣和水平尾翼的后緣。一個(gè)天線能夠識(shí)別敵方雷達(dá)的工作模式,還有兩個(gè)天線則可以確定敵對(duì)雷達(dá)輻射電磁波的入射方向,而另外三個(gè)電子戰(zhàn)天線是為四通道寬頻電子戰(zhàn)接收機(jī)
當(dāng) F-35 的頭盔顯示器代替普通戰(zhàn)斗機(jī)上的“平顯”功能時(shí),其視場(chǎng)范圍是 40 度×30 度
高度綜合化的電子戰(zhàn)系統(tǒng)
F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)綜合了機(jī)載 AN/APG-81 有源電掃相控陣?yán)走_(dá)(AESA),通信、導(dǎo)航、識(shí)別系統(tǒng)(CNI)和光電分布式孔徑系統(tǒng)(EODAS),F(xiàn)-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)擁有大量專用天線,當(dāng)然機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)的也可為電子戰(zhàn)系統(tǒng)服務(wù),例如 AESA 可執(zhí)行電子戰(zhàn)支援和信號(hào)收集、分析的任務(wù)。由于 AESA 能夠提供非常強(qiáng)的定向射頻(DRF)輸出能力,F(xiàn)-35 可利用其綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)中的雷達(dá)告警接收機(jī)(RWR)與 APG-81 相配合工作,雷達(dá)告警接收機(jī)能為 APG-81 雷達(dá)提供敵機(jī)精確的目標(biāo)方位指示,在此指示下,APG-81 雷達(dá)可以不采用大空域掃描方式,而采用 2°×2°(方位×俯仰)的針狀窄波束對(duì)所指示的方向進(jìn)行精確掃描,在減小被截獲概率的同時(shí)提高搜索效率。即 F-35 的電掃相控陣?yán)走_(dá)完全在電子戰(zhàn)系統(tǒng)的控制之下對(duì)敵機(jī)進(jìn)行定向掃描,從而大大提高了 F-35 的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。
和老舊的聯(lián)合式電子戰(zhàn)系統(tǒng)(FEWS)相比,綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)(IEWS)的體積更小,重量更輕,對(duì)電力系統(tǒng)的要求更低,并且成本低廉,IEWS 可大幅度增強(qiáng)現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)通過和機(jī)載 AESA 雷達(dá)系統(tǒng)交聯(lián),即提高了雷達(dá)的工作效能,又縮短了綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間。艾利克.布朗楊說(shuō)道:“F-35 的機(jī)載綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)和相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的結(jié)合非常完美!”
F-35 的機(jī)載綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)的綜合化水平是世界上所有戰(zhàn)斗機(jī)中最高的,通過 F-35 的綜合核心處理器(ICP),其綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)不僅和 APG-81 雷達(dá)相交聯(lián),還和其它的機(jī)載任務(wù)傳感器相連通。當(dāng)電子戰(zhàn)系統(tǒng)的綜合化程度達(dá)到了這個(gè)水平的時(shí)候,其機(jī)載光電分布式孔徑系統(tǒng)(EODAS)傳感器也可支持電子戰(zhàn)系統(tǒng)的對(duì)抗措施。雖然基于射頻(RF)信號(hào)的電子戰(zhàn)系統(tǒng)和基于紅外(IR)信號(hào)的分布式孔徑系統(tǒng)是在不同的電磁波頻率范圍內(nèi)分開地運(yùn)作的,但是,通過功能強(qiáng)大的機(jī)載綜合核心處理器,它們也可以交聯(lián)在一起進(jìn)行工作。以前,在老舊的戰(zhàn)斗機(jī)上,電子戰(zhàn)系統(tǒng)的傳感器和紅外光電偵測(cè)系統(tǒng)的傳感器是互相獨(dú)立工作的,飛行員要分別操作電子戰(zhàn)系統(tǒng)和光電偵測(cè)系統(tǒng)的傳感器來(lái)探測(cè)到的威脅目標(biāo),并在座艙內(nèi)不同的顯示器上讀取不同傳感器的探測(cè)到的不同信息,其工作量過大。而 F-35 上的高度綜合化的電子戰(zhàn)系統(tǒng)可以將各種不同的傳感器交聯(lián)起來(lái),并自動(dòng)對(duì)比各種傳感器探測(cè)到的威脅目標(biāo),經(jīng)過信息過濾后,自動(dòng)將最佳結(jié)果顯示給飛行員,這極大的減輕了飛行員的工作負(fù)擔(dān)。如此高的自動(dòng)化水平使飛行員更為高效地掌握戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),從而大大縮短了飛行員實(shí)施電子對(duì)抗措施的決策和反應(yīng)時(shí)間。

AA-1 號(hào) F-35 的座艙特寫,可見其人機(jī)界面十分簡(jiǎn)潔,以前戰(zhàn)斗機(jī)座艙里的儀表盤和各種儀表都完全消失了,取而代之的是一塊大型的彩色數(shù)字式觸摸式液晶顯示器,給人一種異常“簡(jiǎn)約”的感覺
F-35 座艙內(nèi)的觸摸式大型平板顯示器的 4 中顯示模式,可見其顯示窗口大小可以任意調(diào)解
于今年 3 月在 F-35 航電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室首次公開亮相的 F-35 的先進(jìn)頭盔綜合顯示器(HMD)
F-35 上的綜合核心處理器能夠?qū)⒏鞣N傳感器通過光纖數(shù)據(jù)總線傳輸來(lái)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整理、選擇和過濾,并將處理器過濾后的最有效信息傳輸給飛行員。從而使得飛行員方便地掌握戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),飛行員可以根據(jù)綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)提供的信息選擇最合理的作戰(zhàn)方式,即選擇規(guī)避、接觸、對(duì)抗或者消滅敵方目標(biāo)。
洛.馬公司國(guó)際項(xiàng)目經(jīng)理喬.沃德諾普(Jon Waldrop)說(shuō)道:“通過和戰(zhàn)場(chǎng)指揮和控制節(jié)點(diǎn)(例如預(yù)警機(jī))相交聯(lián),F(xiàn)-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)將確保不遺漏戰(zhàn)場(chǎng)上的任何敵方目標(biāo),從而使孤立在飛機(jī)座艙中的飛行員對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)擁有最全面的了解。” 艾利克.布朗楊預(yù)言道:“F-35 的高度綜合化電子戰(zhàn)系統(tǒng)的性能將不亞于 F-22A,但是由于 F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)更多的采用了民用超現(xiàn)成技術(shù),所以其可靠性超過 F-22A 上 IEWS 一倍以上,而其成本只有 F-22 上 IEWS 的一半。”
F-35 的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)是全數(shù)字式的,因此其設(shè)備尺寸、重量和耗電量都比 F-22 上的同等設(shè)備要減小很多,同時(shí)其綜合核心處理器(ICP)的運(yùn)算速度和準(zhǔn)確性也比 F-22A 上的 CIP 更高。F-35 上的綜合核心處理器的運(yùn)算速度高達(dá) 1 兆次/秒(F-22A 上的共用綜合處理器的運(yùn)算速度為 105 億次/秒,也就是說(shuō) F-35 戰(zhàn)斗機(jī)上核心處理器的運(yùn)算速度是 F-22A 上處理器運(yùn)算速度的十倍——譯者注),并且在 F-35 形成戰(zhàn)斗力時(shí),其 ICP 內(nèi)存保留有容量擴(kuò)大一倍的能力。喬.沃德諾普說(shuō)道:“洛.馬公司在 F-35 上選擇了基于民用技術(shù)的綜合核心處理器,這樣和 F-22A 上的 ICP 相比,其成本大為降低,而性能大為提升。”
德雷克說(shuō)道:“F-35 的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)可以為飛機(jī)提供全向、寬頻的保護(hù)。如果你繞著 F-35 飛機(jī)走一圈的話,你不會(huì)發(fā)現(xiàn)任何外凸的電子戰(zhàn)天線,因?yàn)槲覀儗?6 個(gè)低可視度電子戰(zhàn)天線內(nèi)嵌入飛機(jī)結(jié)構(gòu)之中,它們分別被嵌入主翼的前、后緣和水平尾翼的后緣。這 6 個(gè)電子戰(zhàn)系統(tǒng)天線對(duì)于 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)隱身特性非常重要,其中一個(gè)天線能夠識(shí)別敵方雷達(dá)的工作模式,還有兩個(gè)天線則可以確定敵對(duì)雷達(dá)輻射電磁波的入射方向,而另外三個(gè)電子戰(zhàn)天線是為四通道寬頻電子戰(zhàn)接收機(jī)(four-channel wideband EW receiver)工作的。”
由 APG-81 有源相控陣?yán)走_(dá)支持的各種任務(wù)傳感器和電子戰(zhàn)系統(tǒng)將首先探測(cè)到敵方目標(biāo),隨后 F-35 上的光電跟蹤系統(tǒng)(EOTS)內(nèi)的激光測(cè)距儀將對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)。F-35 的機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)和電子戰(zhàn)系統(tǒng)將在射頻領(lǐng)域緊密合作:在綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)被動(dòng)偵測(cè)系統(tǒng)(例如雷達(dá)告警器)的指示下,F(xiàn)-35 的機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)將對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)進(jìn)行快速而精確的定向掃描(針狀窄波束精確掃描)。
F-35 的機(jī)載雷達(dá)告警器能夠分析、鑒別和跟蹤敵方雷達(dá)信號(hào),區(qū)分?jǐn)撤嚼走_(dá)的工作模式,并能夠?qū)撤嚼走_(dá)進(jìn)行精確的定位。通過識(shí)別敵方雷達(dá)在信號(hào)特征(例如不同的頻率、脈沖寬度和脈沖重復(fù)頻率等)上的差異,F(xiàn)-35 的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)可以區(qū)分?jǐn)撤讲煌睦走_(dá)型號(hào);而區(qū)分?jǐn)撤嚼走_(dá)的工作模式相對(duì)比較困難,這要根據(jù)美軍已經(jīng)掌握的敵方各種雷達(dá)的不同工作模式下的信號(hào)特征來(lái)鑒別,這就需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的支持。
F-35 戰(zhàn)斗機(jī)的自我保護(hù)系統(tǒng)包括分管射頻(RF)、紅外(IR)對(duì)抗措施的兩部任務(wù)管理器,而在 F-35 的后機(jī)身裝有紅外干擾彈發(fā)生器和雷達(dá)干擾箔條散布器,F(xiàn)-35 上先進(jìn)的紅外干擾彈散布器在體積上比它的前輩們要小得多,但是它卻可以攜帶更多的紅外干擾彈,以滿足未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上高強(qiáng)度紅外對(duì)抗的要求。F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)在可靠性和可維護(hù)性上比它的前輩有了大幅度的提高,洛.馬公司宣稱其平均故障時(shí)間間隔高達(dá) 440 小時(shí),而 F-35 的機(jī)載自我診斷和故障隔離系統(tǒng)可以自動(dòng)地為地勤保障人員提供故障信息和數(shù)據(jù),由于 F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)思想,所以地勤人員可以通過更換外場(chǎng)可更換模塊(LRU)的方法,迅速地排除 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)的故障。這樣極大的簡(jiǎn)化了 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)的后勤保障難度,并大幅提高了戰(zhàn)斗機(jī)的出勤率和完好率,成倍地增加了 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)的作戰(zhàn)效能。
APG-81 有源電掃相控陣?yán)走_(dá)工作示意圖,可見其擁有眾多的對(duì)空和對(duì)地工作模式,其雷達(dá)探測(cè)到的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)還可以通過戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)在整個(gè) F-35 編隊(duì)之間進(jìn)行共享
F-35 上光電跟蹤系統(tǒng)(EOTS)工作示意圖,可見它不僅可以用來(lái)探測(cè)空中目標(biāo),還可以用來(lái)探測(cè)地面目標(biāo)。其在對(duì)地面目標(biāo)的前視紅外成像可將目標(biāo)放大 4 倍,以求得到分辨率較高的紅外圖像。另外 EOTS 系統(tǒng)還具有激光定位和標(biāo)準(zhǔn)的能力,并引導(dǎo)激光指導(dǎo)武器打擊地面目標(biāo)
綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)
六年前,洛.馬公司選擇了英國(guó) BAE 系統(tǒng)公司作為 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)的電子戰(zhàn)系統(tǒng)總承包商,合同規(guī)定其發(fā)展周期為 10 年。布朗楊說(shuō)道:“到目前為止,BAE 系統(tǒng)公司已經(jīng)用了 4 年多的時(shí)間來(lái)研發(fā) F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng),BAE 系統(tǒng)公司已經(jīng)基本完成了設(shè)計(jì)工作,并基本滿足洛.馬公司的需求。接下來(lái),BAE 系統(tǒng)公司的工作重點(diǎn)將轉(zhuǎn)移到該綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)的地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)上來(lái)。”
目前,首架 SDD 型 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)(AA-1)已經(jīng)于去年 2 月在洛.馬公司位于德克薩斯州的沃茲堡工廠完成了最后總裝,在經(jīng)過一系列嚴(yán)格的地面試驗(yàn)后,2006 年 12 月進(jìn)行了首飛,從而揭開了F-35戰(zhàn)斗機(jī)的飛行試驗(yàn)階段的序幕(據(jù)估計(jì) F-35 項(xiàng)目在 SDD 階段共需要進(jìn)行約 7,000 個(gè)架次的試飛)。但是最初的 7 架 SDD 型 F-35 試驗(yàn)樣機(jī)的主要試飛科目是驗(yàn)證 F-35 的飛行品質(zhì)、操縱性和穩(wěn)定性、并拓展 F-35 的飛行包線,可能也會(huì)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行一些武器投放試驗(yàn)。因此,這 7 架戰(zhàn)斗機(jī)上將僅僅只安裝最基本的航電設(shè)備,即僅安裝支持基本通訊和導(dǎo)航的電子設(shè)備就可滿足飛行試驗(yàn)要求。
05 年 7 月,BAE 系統(tǒng)公司已經(jīng)將其設(shè)計(jì)的 F-35 綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)安裝到了一架 T-39 雙發(fā)商務(wù)機(jī)上進(jìn)行了飛行試驗(yàn),試驗(yàn)是在位于美國(guó)加利福利亞州的“中國(guó)湖”海軍航空武器測(cè)試中心進(jìn)行的。德雷克說(shuō)道:“為了驗(yàn)證 F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)的性能,我們事先在地面上設(shè)置若干的雷達(dá)信號(hào)發(fā)生器,然后讓裝有 F-35 電子戰(zhàn)設(shè)備的 T-39 飛機(jī)在空中收集射頻模擬威脅信號(hào),以模擬 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)抗敵方地面防空系統(tǒng)的情況,試驗(yàn)結(jié)果證明 F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)的性能超出了我們的預(yù)料。”
0.5 批次(Block0.5)的電子戰(zhàn)系統(tǒng)
在中國(guó)湖試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行的試驗(yàn)證明了 BAE 系統(tǒng)公司設(shè)計(jì)的電子戰(zhàn)系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)某墒煨?,該系統(tǒng)已經(jīng)投入試生產(chǎn)階段。BAE 系統(tǒng)公司試生產(chǎn)階段的電子戰(zhàn)系統(tǒng)將在位于美國(guó)新罕布什爾州的納什華(Nashua)進(jìn)行測(cè)試。
目前,洛.馬公司的沃茲堡工廠已經(jīng)接收了第一套綜合電子戰(zhàn)設(shè)備,即 0.5 批次(Block0.5)的電子戰(zhàn)系統(tǒng),該批次是最初的裝機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng),BAE 系統(tǒng)僅提供了部分電子戰(zhàn)系統(tǒng)硬件和大約 35%的軟件。但是,這對(duì)于 F-35 的飛行品質(zhì)試飛和拓展飛行包線科目來(lái)說(shuō),已經(jīng)夠用了。按照計(jì)劃,BAE 系統(tǒng)公司將在 2007 年開始交付功能更為強(qiáng)大的 1.0 批次(Block1.0)的電子戰(zhàn)系統(tǒng),Block1.0 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備齊全,安裝了 Block1.0的 電子戰(zhàn)系統(tǒng)的 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)將有望形成初始作戰(zhàn)能力(IOC),洛.馬公司希望將 Block1.0 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)安裝到低速率初始生產(chǎn)型(LRIP)的 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)上,以便美國(guó)空軍對(duì) F-35 戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行操作試驗(yàn)與評(píng)估(OT&E)。
洛.馬公司計(jì)劃在模擬環(huán)境中測(cè)試 Block0.5 的電子戰(zhàn)系統(tǒng),洛.馬將在 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)的飛行仿真模擬器中對(duì)其電子戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試,工程人員將在模擬器中輸入敵方雷達(dá)的射頻信號(hào),以考核 F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)能否辨認(rèn)、跟蹤和對(duì)抗敵方的雷達(dá),據(jù)報(bào)道,在 F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行的仿真模擬試驗(yàn)中,有 1,400 次計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)是對(duì)抗紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈,而另外 250 次則是模擬對(duì)抗雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈,相對(duì)于實(shí)際的飛行試驗(yàn)而言,電子戰(zhàn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真模擬試驗(yàn)要便宜得多。除了模擬器試驗(yàn)之外,洛.馬公司還將在一個(gè)戶外的全尺寸 F-35 飛機(jī)模型上對(duì)電子戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試,該全尺寸模型通過一個(gè)塔臺(tái)被固定在高空,電子戰(zhàn)系統(tǒng)將被安裝到這個(gè)模型上,其他的飛機(jī)在空中使用雷達(dá)照射這個(gè)模型,這樣洛.馬就可以在真實(shí)的環(huán)境中測(cè)試 F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)。布朗楊透露:“F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)的飛行試驗(yàn)計(jì)劃將在 2007 年春季展開,屆時(shí),F(xiàn)-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)將和其他傳感器一起安裝到洛.馬的 F-35 航電系統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)(其平臺(tái)是波音 737 飛機(jī))上進(jìn)行試驗(yàn)。”

洛.馬公司還將在一個(gè)戶外的全尺寸 F-35 飛機(jī)模型上對(duì)電子戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試,該全尺寸模型通過一個(gè)塔臺(tái)被固定在高空,電子戰(zhàn)系統(tǒng)將被安裝到這個(gè)模型上,其他的飛機(jī)在空中使用雷達(dá)照射這個(gè)模型,這樣洛.馬就可以在真實(shí)的環(huán)境中測(cè)試 F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)
BAE 系統(tǒng)公司將在 2007 年 3 月向洛.馬交付功能完善的電子戰(zhàn)系統(tǒng),而 SDD 型的 F-35A 戰(zhàn)斗機(jī)計(jì)劃在 2008 年冬季開始進(jìn)行電子戰(zhàn)系統(tǒng)的飛行試驗(yàn)科目。據(jù)悉,裝備美軍和其他 JSF 項(xiàng)目參與國(guó)的 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)上的電子戰(zhàn)系統(tǒng)將沒有差別。
設(shè)在洛.馬公司 JSF 項(xiàng)目航電實(shí)驗(yàn)室中的 F-35 飛行模擬器
裝載 APG-81 有源電掃相控陣?yán)走_(dá)(AESA)進(jìn)行飛行試驗(yàn)的 BAC 111 電子試驗(yàn)機(jī)
電子戰(zhàn)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
據(jù) BAE 系統(tǒng)公司 F-35 項(xiàng)目的副總負(fù)責(zé)人丹.格布爾(Dan.Gobel)介紹:“F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)在發(fā)展之初就充分考慮到了可支持性的要求,在項(xiàng)目開始的時(shí)候,我們就制定了研制目標(biāo),當(dāng)項(xiàng)目進(jìn)入關(guān)鍵設(shè)計(jì)評(píng)審(CSR)階段時(shí),我們研發(fā)的電子戰(zhàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)重量比預(yù)計(jì)的目標(biāo)輕了 10%。”去年,BAE 系統(tǒng)公司證實(shí)其開發(fā)的電子戰(zhàn)系統(tǒng)的重量?jī)H為 185 磅(84 千克)。
在 F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)開發(fā)過程中,英國(guó) BAE 系統(tǒng)公司借鑒了許多以前的成熟技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),例如,BAE 系統(tǒng)公司曾開發(fā)了 F-22A 戰(zhàn)斗機(jī)上的 AN/ALR-94 雷達(dá)告警器和其他電子對(duì)抗子系統(tǒng),在 F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)開發(fā)過程中,BAE 系統(tǒng)公司充分借鑒了在開發(fā) F-22A 電子戰(zhàn)系統(tǒng)中得到的經(jīng)驗(yàn)。德雷克說(shuō)道:“F-22A 和 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)的電子戰(zhàn)系統(tǒng)不僅存在著繼承性,而且存在著關(guān)聯(lián)性,所以其發(fā)展是互相借鑒、互為補(bǔ)充的,我們從 F-22A 的試飛和發(fā)展過程中得到的經(jīng)驗(yàn)會(huì)用在 F-35 電子戰(zhàn)系統(tǒng)的開發(fā)之中,當(dāng)然,F(xiàn)-35 電子戰(zhàn)系統(tǒng)技術(shù)上的突破反過來(lái)也會(huì)用于改進(jìn) F-22A 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)。
F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就充分考慮到易于生產(chǎn)性,可支持性和低成本性,這樣,能夠極大地降低 F-35 電子戰(zhàn)系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和風(fēng)險(xiǎn)性,并能提高系統(tǒng)可靠性。
F-35 的電子戰(zhàn)系統(tǒng)采用開放式架構(gòu)設(shè)計(jì),便于日后和其他系統(tǒng)的綜合和升級(jí)。該系統(tǒng)多采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)部件,其軟件采用 C++語(yǔ)言編寫,F(xiàn)-35 的航電系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)硬件中更多的設(shè)置了可插拔部件,并增設(shè)了許多預(yù)留接口,以便于日后系統(tǒng)硬件的升級(jí)。
F-35 的航電系統(tǒng)中很多傳感器是相互交聯(lián)的。比如 F-35 的 AAQ-37 光電分布式孔徑系統(tǒng)(EODAS),EODAS 由 6 個(gè)分布在機(jī)身各處的光電傳感器組成,它們與機(jī)身設(shè)計(jì)融合在一起,并不需要外置一個(gè)專門的設(shè)備艙。六個(gè)紅外傳感器被埋置在 F-35 機(jī)身四周的不同的部位上,這樣就可以為飛行員提供一個(gè)圍繞飛機(jī)機(jī)身的全景視野,飛行員能夠“看透”飛機(jī)的底部和側(cè)面,沒有任何觀察死角。因此 F-35 的座艙沒必要象其他空優(yōu)戰(zhàn)機(jī)那樣把座艙過分突出(目前的 F-35 后向視野較窄),也能獲得比其他戰(zhàn)機(jī)更好的飛行員視界,空戰(zhàn)時(shí)飛行員能通過頭盔顯示器得到周圍360度的空情信息。EODAS 在紅外范圍內(nèi)工作,它能識(shí)別并跟蹤逼近飛機(jī)的有危險(xiǎn)目標(biāo),比如敵方的導(dǎo)彈或者戰(zhàn)斗機(jī),它極大地增強(qiáng)了飛行員對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)的全方位感知能力。雖然 EODAS 并不是 F-35 綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,但是其強(qiáng)大的探測(cè)功能有助于電子戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)敵方危險(xiǎn)目標(biāo),由于電子戰(zhàn)系統(tǒng)的雷達(dá)告警器探測(cè)的是射頻雷達(dá)信號(hào),而 EODAS 探測(cè)的是紅外信號(hào),因此 EODAS 和電子戰(zhàn)系統(tǒng)結(jié)合使用,將使 F-35 擁有“射頻-紅外“(RF-IR)雙重監(jiān)視能力,這將極大地提高了 F-35 的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。

這是 F-35A 型戰(zhàn)斗機(jī)的縮比仿真模型,從這個(gè)角度,我們可以很清楚地看到位于 F-35 戰(zhàn)斗機(jī)鼻下方形狀獨(dú)特的光電跟蹤系統(tǒng)(EOTS)和外形經(jīng)過優(yōu)化的 DSI 進(jìn)氣道,當(dāng)然我們也可以看到飛機(jī)進(jìn)氣道上狹窄的邊條
布朗楊說(shuō)道:“在戰(zhàn)場(chǎng)上,飛行員必須對(duì)敵我雙方的目標(biāo)保持連續(xù)的監(jiān)視。而電子戰(zhàn)系統(tǒng)和 EODAS 的結(jié)合使用可以減小飛行員的工作量,但是最后還是要由飛行員來(lái)決定不同敵方目標(biāo)的威脅級(jí)別。在遠(yuǎn)程偵查情況下,飛行員就會(huì)有更多時(shí)間來(lái)判別不同目標(biāo)的威脅等級(jí)。只要 F-35 的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)和其他傳感器在持續(xù)工作,F(xiàn)-35 的飛行員就有能力在敵人發(fā)現(xiàn)自己之前,作出決策:或者規(guī)避,或者首先向敵方目標(biāo)發(fā)起攻擊。”
當(dāng) F-35 的飛行員在執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候,機(jī)載綜合傳感器系統(tǒng)為飛行員提供戰(zhàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控是非常重要的。當(dāng)然,F(xiàn)-35 的飛行員掌握戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)并不僅限于機(jī)載傳感器(機(jī)載雷達(dá)、EODAS 系統(tǒng)和綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)),實(shí)際上他更多的倚賴于美國(guó)龐大的信息情報(bào)系統(tǒng),例如為其提供情報(bào)的 E-3“望樓”預(yù)警機(jī)、E-8C“聯(lián)合星”監(jiān)視飛機(jī)、與空中和地面情報(bào)系統(tǒng)連接的數(shù)據(jù)鏈,和其它戰(zhàn)斗機(jī)連接的數(shù)據(jù)鏈,甚至來(lái)源于太空和?;那閳?bào)收集系統(tǒng)。當(dāng)然所有這些戰(zhàn)術(shù)/攻防情報(bào)信息是經(jīng)過 F-35 的機(jī)載綜合核心處理器(ICP)處理后,才以最簡(jiǎn)潔明了的方式顯示到飛行員面前的大型平板顯示器上的。
在航電系統(tǒng)綜合化方面,JSF 團(tuán)隊(duì)提出了一系列革命性的技術(shù)概念,例如 JSF 團(tuán)隊(duì)提出的以一種最簡(jiǎn)潔最直接的方式向飛行員提供大量的信息的概念,以確保 F-35 的飛行員在面對(duì)任何對(duì)手的時(shí)候,都能掌握戰(zhàn)術(shù)上的主動(dòng)權(quán)。另外,F(xiàn)-35 的航電系統(tǒng)采用開放式架構(gòu)設(shè)計(jì),使用民用現(xiàn)成元器件(也被稱為“商業(yè)貨架式產(chǎn)品”),這樣既降低了航電系統(tǒng)的成本和維護(hù)難度,并且便于日后的系統(tǒng)升級(jí),這同樣是一次大膽的嘗試。
F-35 上的分布式孔徑系統(tǒng)工作示意圖。F-35 的 AAQ-37 光電分布式孔徑系統(tǒng)(EODAS)與機(jī)身設(shè)計(jì)融合在一起,六個(gè)紅外傳感器被埋置在F-35機(jī)身四周的不同的部位上,這樣就可以為飛行員提供一個(gè)圍繞飛機(jī)機(jī)身的全景視野,飛行員能夠“看透”飛機(jī)的底部和側(cè)面,沒有任何觀察死角